(57)【要約】【課題】水と油の２成分状態で、油を選択的に吸着する吸着力を大幅に向上させる紙炭を製造する方法とそれによって得られる紙炭を含む油吸着材を提供する。【解決手段】本発明の油吸着材は、原料紙と水から湿潤紙体を得る工程と、前記湿潤紙体を成型し、成型湿潤紙体を得る工程と、前記成型湿潤紙体を乾燥し、もしくは前記成型湿潤紙体を乾燥せずに紙成型体とする紙成型体を得る工程と、前記紙成型体を、過熱水蒸気中で６００〜９００℃で炭化して紙炭を得る工程とを含むことを特徴とする製造方法によって得られる紙炭を含むものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料紙と水から湿潤紙体を得る工程と、
前記湿潤紙体を成型し、成型湿潤紙体を得る工程と、
前記成型湿潤紙体を乾燥し、もしくは前記成型湿潤紙体を乾燥せずに紙成型体とする紙成型体を得る工程と、
前記紙成型体を、過熱水蒸気中で６００〜９００℃で炭化して紙炭を得る工程とを含むことを特徴とする紙炭の製造方法。
【請求項２】
前記湿潤紙体を得る工程は、
前記原料紙を前記水と共に解砕し解砕物を得る工程と、
前記解砕物を脱水する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載された紙炭の製造方法。
【請求項３】
前記湿潤紙体を得る工程は、
同一の前記原料紙に対して、前記解砕物を得る工程と、前記脱水する工程を複数回繰り返えすことを特徴とする請求項２に記載された紙炭の製造方法。
【請求項４】
前記複数回が３回以上であることを特徴とする請求項３に記載された紙炭の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載された製造方法によって得られる紙炭を含むことを特徴とする油吸着材。
【請求項６】
請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載された製造方法によって得られる、累積細孔容積が１００００〜１７０００ｍｍ３／ｇである紙炭を含むことを特徴とする油吸着材。
【請求項７】
油単一成分において、自重の１５倍以上の油を吸着することを特徴とする請求項５または６の何れかの請求項に記載された油吸着材。
【請求項８】
水と油の二成分において、自重の１０倍以上の油を吸着することを特徴とする請求項５または６の何れかの請求項に記載された油吸着材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、古紙などの原料紙を過熱水蒸気により炭化して得られる紙炭の製造方法およびその製造方法により得られる紙炭を含む油吸着材に関し、詳しくは、従来にない高い油吸着力を有する油吸着材であり、特に水と油の２成分系液中での油の選択吸着力に優れる油吸着材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年食用油は、我が国で年間およそ２６０万トン消費されている。食用油を使用して調理した後に発生する家庭排水に含まれる廃油や、飲食産業等の調理産業、学校における給食調理厨房等で発生する大量の廃油は、下水道に入る前に設置されているオイルトラップあるいはそれぞれが所有する下水処理施設や下水処理設備のオイルトラップで、水と油の比重差を利用することによって油が除去されている。しかし除去効果は芳しくなく、排水口壁面で固化して排水溝を詰まらせたり、そのまま流出される場合が多く、河川や湖沼等の自然環境の水質汚染につながっている。このオイルトラップからの油の流出防止には、各種分解酵素が市販されているが、高価であることからあまり利用されていない。また、石油タンカーの座礁などで、搭載している重油等が流出して海洋汚染することがしばしば起こり、回収する作業に非常に手間と費用がかかっている。
【０００３】
前述の分解酵素の利用は、油を分解して二酸化炭素にするというものであり、たとえ利用されたとしても資源として再利用することはできない。これらの流出油を回収するために、吸着材を使用すると、吸着材は水も同時に吸着することから、油分のみを効果的に吸着して、回収・除去することができず、大量の吸着材を要するため、非常にコストがかかる。そのため、水共存下における油分を有効に分離・回収することができる、安価で吸着力の高い油吸着材が求められている。
【０００４】
一方、秘密化処理のために行われているシュレッダーによる紙書類の破棄や、読み終えた後の新聞紙、週刊誌等の古紙類は、日々大量に発生しており、これら古紙は従来から主に再生紙として利用されてきた。しかし紙の繊維をほぐす離解や異物除去工程で、パルプ繊維が劣化し、強度が低下するため、紙製品への古紙混入率を増加させるのは限界がある。そこで、古紙を炭化して活性炭やペーパー炭等の紙炭を製造することが試みられている。
【０００５】
しかしながら、安価で吸着力の高い紙炭は得られておらず、大部分の余剰古紙が焼却処分されているのが現実である。資源の有効活用の観点から、これら古紙の有効利用を図ることは急務となっている。また古紙は廃棄物であって原料費がゼロに等しいことから、古紙を利用した紙炭を安価で得られることができれば、非常に有用性が高い。
【０００６】
吸着材として使用される紙炭としては、本願発明者が、すでに特許文献１に開示したものがある。この紙炭は、有機性廃棄物を水熱処理して分解・再資源化する際に、生成する有害物質を含む水共存下におけるタール分を、有効に分離・回収するために、高温度炭化でのコスト高の問題を改善する目的で、低温度の５００℃の過熱水蒸気中で炭化して得られる。
【０００７】
紙炭の原料となる古紙には、紙の改質剤として、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化チタン等の、親水性の無機填料が含まれており、これら填料が紙炭の灰分として残存する。また紙炭は、高温度で炭化する程、燃焼等の分解により炭化収率が下がり、含まれる灰分の量は一定であることから、必然的に灰分量が上昇する。
【０００８】
図７はこの関係を示すグラフである。縦軸は炭化物中の灰分の割合（ｗｔ％）を示し、横軸は炭化温度（℃）である。黒丸は週刊誌であり、黒三角は上質紙であり、黒四角は新聞紙を示す。炭化温度の温度が上昇するにしたがって、炭化物の収率が減少するため必然的に炭化物中の灰分の割合が多くなっていくのがわかる。
【０００９】
灰分が上昇すれば、親水性である灰分が水を選択的に吸着しやすいことから、油を吸着する量がその分減って、油の吸着力が落ちる。従って、灰分が含まれている場合は、低温度で炭化する方が油の吸着力のよい紙炭が得られる。しかし、高温度で炭化するほど、炭化が進んで累積細孔容積が増大するため、吸着力という観点では、高温度で炭化するのがよい。
【００１０】
そこで、障害となっていた灰分を除去することができれば、水分の吸着が少なく、また吸着力の高い紙炭を得られる可能性がある。灰分を除去する手段としては、新聞古紙をクロスカットシュレッダーを用いて裁断し、水を加えて、離解機で解繊して脱水して水洗することによって、メソ孔及びマクロ孔が増加し、ベンゼン及びトルエンの吸着性能を向上させることが非特許文献１に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−３０２５３５号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】飯田孝彦、瓦田研介、島田勝廣、東邦彦他、“新聞古紙の脱灰分処理が古紙活性炭の細孔構造に及ぼす影響”、東京都立産業技術研究所研究報告、２０００年、第３号、Ｐ８３−８６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載の過熱水蒸気によって炭化させた紙炭の製造方法は、過熱水蒸気で炭化させていることによって、窒素置換した電気炉等による一般的な炭化方法と比較して、賦活処理が不要であり、過熱水蒸気で炭化しただけで、活性炭の機能を持たせることができることなど、短時間で安価に効率よく紙炭を製造することができる。しかし、原料紙に含まれる無機填剤由来の灰分が多く残るので、高温度で炭化する程、炭化収率低下による灰分割合増加によって水の選択吸着性が増大しそれに伴って油分の吸着力が低下する。そのため、最高でも５００℃程度で炭化せざるを得ず、油吸着力を向上させることには限界があった。
【００１４】
また非特許文献１の脱灰分処理は、離解時間は２０分もの長時間を要し、また、炭化方法が、窒素置換した電気炉で、８００℃で２時間保持して行うもので非常にコストのかかる炭化方法である。また、窒素と二酸化炭素による１時間の賦活処理が更に必要であり、コストのかかる紙炭の製造方法となる。古紙は廃棄物で低廉な原料であるにもかかわらず、炭化方法がこのようなコストのかかるものであると、原料紙の低廉さが帳消しになってしまって、割に合わず、安価な油吸着材が得られない。
【００１５】
特に、排水の油処理などで吸着材に吸着させた油は、そのまま燃料として利用するか、吸着材から脱着させてバイオディーゼル油や石鹸の原料とするなど、更なる利用が見込まれるため、吸着材は、安価であればあるほどよい。また非特許文献１のような既存の紙炭製造では、長時間かかるため非常に製造効率が悪く、手軽に紙炭が手に入らない。また、吸着効果も気相のベンゼン及びトルエン等の比較的分子量の小さい物質をガス中での吸着能をみているに過ぎず、油を有効に分離・回収することについては、全く記載されていない。従って、非特許文献１で提案されている灰分除去法によって得られる紙炭では、油吸着力の良い油吸着材を、短時間でかつ簡単な手法で安価に製造することができなかった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、上述の課題を克服するため、できるだけ不要な工程を省略して、なおかつ現実に使用できるレベルに、水と油の２成分状態での油を選択的に吸着する吸着力を大幅に向上させた、油吸着材として現実に利用ができる紙炭を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、原料紙から灰分を除去した湿潤紙体を成形したものを原料に用いたことにより、従来よりも高温度域で過熱水蒸気による炭化が可能となり、それによって従来よりも吸着力が非常に優れた紙炭を含む油吸着材が得られることを見出した。すなわち、本発明は以下のとおりである。
【００１８】
より具体的に本発明の紙炭の製造方法は、
原料紙と水から湿潤紙体を得る工程と、
前記湿潤紙体を成型し、成型湿潤紙体を得る工程と、
前記成型湿潤紙体を乾燥し、もしくは前記成型湿潤紙体を乾燥せずに紙成型体とする紙成型体を得る工程と、
前記紙成型体を、過熱水蒸気中で６００〜９００℃で炭化して紙炭を得る工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
また、紙炭の製造方法において、前記湿潤紙体を得る工程は、
前記原料紙を前記水と共に解砕し解砕物を得る工程と、
前記解砕物を脱水する工程を含むことを特徴とする。
【００２０】
また、紙炭の製造方法において、前記湿潤紙体を得る工程は、
同一の前記原料紙に対して、前記解砕物を得る工程と、前記脱水する工程を複数回繰り返えすことを特徴とする。
【００２１】
また、紙炭の製造方法において、前記複数回が３回以上であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の油吸着材は、前記製造方法によって得られる紙炭を含むことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の油吸着材は、前記製造方法によって得られる、累積細孔容積が１００００〜１７０００ｍｍ３／ｇである紙炭を含むことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の油吸着材は、油単一成分において、自重の１５倍以上の油を吸着することを特徴とする。また、好ましくは２０倍以上の油を吸着することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の油吸着材は、水と油の二成分において、自重の１０倍以上の油を吸着することを特徴とする。また、好ましくは１３〜１５倍以上の油を吸着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
従来、過熱水蒸気による紙炭製造方法において、吸着力低下の問題から敬遠されてきた６００〜９００℃という高温度下での炭化を実現することができた。本発明の製造方法によって得られる紙炭は、従来にない非常に優れた水や油の吸着能力を発揮するだけではなく、特に、水と油の２液混合系液体において、水よりも油を選択的に吸着する選択的吸着力が従来の吸着材にはない吸着材の自重の１０〜１５倍以上もの非常に優れた吸着力がある。このように、非常に良い特性の吸着材が得られただけでなく、非常に短時間で簡易な方法で灰分除去を可能にし、その後に過熱水蒸気で炭化するだけで済むため、窒素置換した電気炉による長時間の炭化、更に賦活処理が不要であり、製造効率の良い安価な吸着材が得られた。
【００２７】
このため、本発明の紙炭そのものからなる油吸着材、または本発明の紙炭に適宜加工を施した油吸着材、または例えば水を選択的によく吸着する水吸着材と本発明の紙炭を混ぜて油を吸着させやすくした混合油吸着材等の、本発明の紙炭を含む油吸着材は、水に浮かぶ油、水中にエマルションとして分散している油、および水中に溶解している油を吸着して回収・除去することができ、調理後のオイルトラップに流れ込んだ廃油や、食品加工工場や食品産業のオイルトラップや排水中の油、各種工場から排出される天然及び石油由来の各種油、オイルタンカーの海上事故による重油等の石油流出事故によって流出した油の回収・除去に有効に利用することができる。また更に、本発明の紙炭の原料は、週刊誌や新聞紙や秘密漏洩防止のため書類をシュレッダーで裁断したものなどの日常的に発生する古紙を原料にすることができる。従って、今日の古紙の再生紙等へのリサイクルの限界に、吸着材として現実に利用することができるという新たな道が開けるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、実施例または比較例の油単一系における油の吸着量の経時変化を示すグラフである。
【図２】図２は、実施例または比較例の水単一系における水の吸着量の経時変化を示すグラフである。
【図３】図３は、実施例の水・油２成分系における水または油の吸着量の経時変化を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例のミキサー回数と炭化収率または紙炭中の灰分割合の関係を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例のミキサー回数と紙炭の累積細孔容積の関係を示すグラフである。
【図６】図６は、比較例の週刊誌の紙炭（ミキサー０回）の各種炭化温度下における水・油２成分系における水または油の吸着量の経時変化を示すグラフである。
【図７】図７は、紙炭中の灰分割合と炭化温度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明の実施形態の一例を例示するものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の実施形態の説明は変更することができる。
【００３０】
＜原料紙＞
本発明の紙炭を製造する原料紙としては、使用後のダンボール紙、読み終わった後の新聞や雑誌、カタログ、チラシ、シュレッダーをかけた後のオフィスペーパー、などの古紙が挙げられる。また、使用後の古紙でなくても、発行したが余剰して新しいまま廃棄するものや、また、何も印刷せず、新しい紙のまま使用してもよいが、本発明の資源有効利用の観点から、使用後の古紙が好ましい。これらの原料紙は、廃棄物として回収されるものである。これらの原料紙のうち、好ましいのは、新聞や雑誌のように、水に湿潤しやすく、成形しやすい紙類である。
【００３１】
＜製造方法＞
まず、湿潤紙体を得る工程について説明する。原料紙は、そのまま用いてもよいが、成形しやすくするために、事前に適当な大きさに切断したものを用いてもよい。この原料紙に超純水を加える。超純水でなくグレードの低い純水でもよい。また普通の水、例えば水道水を用いてもよいが純水を用いる方が均一な炭化物が得られる。この傾向は、超純水であればより顕著であるため、本実施形態では超純水を用いる。
【００３２】
次に、原料紙を超純水と共にミキサー等により解砕し解砕物を得る。超純水と共にミキサー等で解砕することで、紙の内部に含まれる親水性の無機填剤が効率よく超純水に洗い落とされる。しかし、ミキサー等による解砕時間はあまり長時間する必要はなく、長時間解砕してもあまり灰分の除去効果は高めることはできない。それだけでなく、あまり長時間ミキサーをかけ過ぎると、紙の繊維が短くなり過ぎて、脆過ぎ、成型だけで紙炭の形状保持ができなくなる。従って、ミキサー等による解砕時間は、３０秒程度の短時間で行うのが好ましい。ここまでを解砕物を得る工程とする。
【００３３】
その後、解砕物をざる等で濾過して水を切って脱水する工程を経て、湿潤紙体を得る。しかし、解砕時間が短時間であるため、同一の原料紙に対して、前記解砕物を得る工程と、前記脱水する工程を複数回繰り返えすことにより、脱灰分効果を高めることができる。またこの複数回の回数は、３回以上行うと、非常に脱灰分効果が高い。後述する実施例でも示すが、解砕物を得る工程と脱水する工程の３回以上の繰り返しは、驚くべき洗浄効果を発揮する。またそれだけでなく、それぞれの工程は短時間であるため、繰り返しミキサー処理によっても紙繊維を過剰に切断することもなく、紙炭の強度も保持させたまま、その後の処理によって極めて灰分の少ない紙炭を得ることに成功した。
【００３４】
次に、成型湿潤紙体を得る工程と紙成型体を得る工程を説明する。上記湿潤紙体を得る工程によって得られた湿潤紙体を成形することによって成型湿潤紙体を得る。成形は、公知の成形手段を用いて行えばよい。その形状も、球形、円筒形、方形等、使用目的に応じて適宜選択できる。次に、成型湿潤紙体を得る工程により得られた成型湿潤紙体を乾燥させて紙成型体とする。これを紙成型体を得る工程とする。乾燥条件は、含水量に応じて適宜選択する。なお、成型湿潤紙体を乾燥させずにそのままで紙成型体とし、次の紙炭を得る工程に進み、過熱水蒸気炭化を行ってもよい。
【００３５】
次に紙炭を得る工程について説明する。前記紙成型体を得る工程によって得られた紙成型体を、過熱水蒸気中で炭化させる。これを、紙炭を得る工程とする。炭化装置は、公知の炭化装置を用いればよく、バッチ式であっても、連続式であってもよい。例えば、水を収納する水タンクと、一定量の水を炭化炉に供給する定量ポンプと、水を蒸気化し、過熱水蒸気を発生する電気炉を含む炭化炉と、炭化炉内の温度を測定する温度計と、前記炭化炉に管路を介して接続され、炭化処理の進行に伴い炭化炉内に発生した余剰水蒸気を冷却し、余剰水を回収するとともに、含まれる気体成分を排出する余剰水蒸気処理手段とを含んでいるバッチ式の炭化装置が挙げられる。
【００３６】
炭化条件は、高温であればある程良い。なぜなら、炭化温度の上昇に伴い、累積細孔容積が大きくなり、１０４ｎｍ以上の大きめのマクロ孔が発達することによって、水よりも分子サイズの大きい油がその大きめのマクロ孔に入り易くなり、油を選択的に吸着しやすくなるからである。しかし、あまり高温で炭化すると、過熱水蒸気による分解で炭化収率が下がることによって、得られる紙炭の灰分の割合が高くなり、油の吸着力の良い紙炭の生産効率が悪くなる。従って、従来は５００℃（７７３Ｋ）程度の温度が限界であった。
【００３７】
本発明においては紙炭中の灰分の割合を有効に減らすことができたため、６００℃（８７３Ｋ）以上の高温下で炭化処理を行って炭化収率が下がっても、油の吸着力の良い紙炭が得られる。つまり、高温度下での炭化条件設定が可能である。しかし、９００℃を超える高温で炭化すると、過度の過熱水蒸気による分解で炭化収率が下がり過ぎる、あるいは極端には燃えてしまうことによって、得られる紙炭が少なくなるため紙炭自体の生産効率が悪くなる。また炭化が極端に進行してしまうため吸着材として好ましくない。そこで、本発明では、なるべく高温でありながら、かつこれら高温度下での問題を防止するため、６００℃〜９００℃で、１時間程度の炭化処理をする。
【００３８】
＜紙炭＞
本発明の紙炭は、紙の原料のセルロース繊維が適度な間隔で折り重なった状態で、炭化している。また、本発明の紙炭では、細孔径１０〜１０５ｎｍの細孔の累積細孔容積が、１００００〜１７０００ｍｍ３／ｇであり、５００℃で炭化した引用文献１の紙炭の累積細孔容積３０００ｍｍ３／ｇ〜４０００ｍｍ３／ｇよりも格段と増加している。
【００３９】
このような本発明の紙炭を用いて、油を吸着させる。原料紙が週刊誌の場合、解砕物を得る工程と、脱水する工程を３回以上繰り返した場合、吸着材の自重の１５倍以上、好ましくは２０倍以上の油を吸着するというきわめて多量の油を吸着する。また、油・水混合系において、本発明の紙炭を用いると、原料紙が週刊誌の場合、解砕物を得る工程と、脱水する工程を３回以上繰り返せば、吸着材の自重の１０倍以上、好ましくは１３〜１５倍以上の油を選択的に吸着する。この際、解砕物を得る工程と、脱水する工程を５回繰り返した時では、水の吸着量は油吸着量の約１／３となり、油を選択的に多く吸着する。
【００４０】
すなわち、本発明の紙炭を含む油吸着材は、水共存化における油分を有効に分離・回収することができる。したがって、本発明の紙炭を含む油吸着材は、食品産業における調理後の廃水中の油の回収や海洋において流出した重油の回収等に有用である。また、有機性廃棄物の水熱処理に利用することもでき、亜臨界水を用いる有機性廃棄物の水熱処理を行う場合に、本発明の油吸着材を反応装置内に入れて処理を行うと、油吸着材が発生するタール分を有効に回収・除去することもできる。この結果、配管の閉塞、生成物への混入、環境へ排出などの問題を生じない処理が行える。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の油吸着材の性能を実施例の結果を用いて説明する。
【００４２】
（実施例）
＜紙炭の製造＞
原料紙に週刊誌の古紙を用い、シュレッダーにかけ、約２×１４ｍｍに裁断して細片化したものを、超純水と一緒にミキサーに投入し、３０秒間ミキサーにかけ解砕して解砕物が得られた。解砕物をざるで濾過して脱水することにより、水洗した湿潤紙体が得られた。この解砕物を得る工程と、脱水する工程（以下、ミキサー回数という）を、１回だけのものと、３回と５回繰り返したものをそれぞれ行った。
【００４３】
次に湿潤紙体を型となるＴＭホルダー（１３×１３ｍｍ、縦６列×横１０列）に入れて、型より僅かだけ小さいほぼ同じ断面形状を有する凸型で押し込み、約１３×１３×１３ｍｍの立方体形状に成形した。成形した紙成型体は、６０℃（３３３Ｋ）で２日間乾燥させた。乾燥した紙成型体は、ロータリーキルン型炭化装置（株式会社タナカテック製）を用いて炭化を行った。
【００４４】
炭化は、昇温時間３０分で１５０℃（４２３Ｋ）から目的炭化温度７５０℃（１０２３Ｋ）に昇温した後、６０分間この温度を維持させて行った。炭化処理後、約３０分で降温させた。過熱水蒸気の流量は、１ｇ／ｍｉｎであった。また、過熱水蒸気の流入は、熱分解が開始されると考えられる１５０℃を始点・終点として、操作した。この処理により本発明の実施例である紙炭を得た。
【００４５】
＜油分＞
油分として、サラダ油（日清オイリオグループ（株）製）の日清サラダ油を用いた。サラダ油の成分は、分子量が２５６（ｇ／ｍｏｌ）のパルミチン酸、分子量が２８４（ｇ／ｍｏｌ）のステアリン酸、分子量が２８２（ｇ／ｍｏｌ）のオレイン酸、分子量が２８０（ｇ／ｍｏｌ）のリノール酸、分子量が２７８（ｇ／ｍｏｌ）のリノレン酸を含むものである。
【００４６】
＜細孔径分布＞
水銀ポロシメータ（Ｐａｓｃａｌ１４０、Ｐａｓｃａｌ２４０、（株）アムコ製）を用いて、得られた紙炭の細孔径を測定した。まず、水銀ポロシメータを用いて、真空下において試料容器に水銀を注入した後、減圧状態から徐々に大気圧に戻す過程の測定（マクロ孔測定）を行った。次に、水銀ポロシメータに試料容器を付け替えて、油圧ポンプで加圧し、メソ孔領域を測定した。そして、（１）式を用いて細孔半径Ｒを求めた。（１）式は細孔半径と圧力の関係を表す近似式である。
Ｒ＝７．５μｍ／Ｐ      （１）
【００４７】
なお、ここでＲは半径（ｎｍ）、Ｐは圧力（ｋｇ／ｃｍ２）である。細孔径の測定から求めたミキサー回数と累積細孔容積の結果を、図５に示す。図５では、縦軸は累積細孔容積（ｃｍ３／ｇ）であり、横軸はミキサー回数（回）である。細孔径１０〜１０５ｎｍの細孔の累積細孔容積が、１００００〜１７０００ｍｍ３／ｇであり、ミキサー回数が多いほど、累積細孔容積が大きくなった。すなわち、ミキサー回数が多いほど吸着力の高い紙炭が得られることが分かる。
【００４８】
＜油吸着評価＞
１５ｍｍ径×１０５ｍｍの試験管に、十分な量の油分を注入し、秤量した紙炭を投入した。所定の時間（１分〜１２０分）経過後、試料を取り出し、表面に付着した油分を遠心濃縮器ビバスピン６（ｓａｔｒｏｒｉｕｓ  ｓｔｅｄｉｍ社）によって除去し、秤量したサンプル瓶に入れて質量を測定した。結果を図１に示す。また、吸水能力を調べるために、超純水を用いて同様の実験を行った。結果を図２に示す。
【００４９】
図１は、各ミキサー回数における油吸着量の経時変化を示す図である。縦軸は吸着量／吸着剤（吸着剤１ｋｇあたりの油吸着量（ｋｇ））であり、横軸は吸着時間（分）である。なお、比較例として、ミキサー回数０回のもの（白丸）も示す。図１から、ミキサー回数５回が最も高い吸着力を示した。油吸着量は、吸着材の自重の約２１．４倍であった。ミキサー回数０回では、約７倍程度で、１回では、約１１．７倍、３回では、約２１．２倍であった。
【００５０】
図２は、各ミキサー回数における水吸着量の経時変化を示す図である。縦軸は吸着量／吸着剤（吸着剤１ｋｇあたりの水吸着量（ｋｇ））であり、横軸は吸着時間（分）である。なお、比較例として、ミキサー回数０回のもの（白丸）も示す。図２から、ミキサー回数５回が最も高い吸着力を示した。水吸着量は、吸着材の自重の約２４．３倍であった。ミキサー回数０回では、約６倍程度で、１回では、約１６．３倍、３回では、約２２．６倍であった。
【００５１】
＜水共存下における油吸着評価＞
胴径×高さが１２０×１５０ｍｍの筒型平底のセパラブルフラスコに１ｃｍの邪魔板を付けた容器の中に、超純水１ｋｇ、サラダ油を０．０６ｋｇ入れる。そして、パドルの内部に吸着剤を４個仕込み、メッシュを取り付けパドル内から吸着剤が落ちないようにした。回転計付攪拌機ハイスターラ（ＨＩ−２５  ＴＯＫＹＯ  ＲＩＫＡＫＩＫＡＩ社)を用いて攪拌し、吸着剤に水と油を吸着させた。
【００５２】
所定の時間（２−３２分）経過後、吸着剤を取り出した。この際、吸着剤表面には水と油が付着している。この表面に付着した細孔に吸着されていない油を除去するために、遠心濃縮器(ビバスピン２０（ｓａｔｒｏｒｉｕｓ  ｓｔｅｄｉｍ社）を使用し、回転数３００ｒｐｍ、遠心操作時間１０分の処理で、表面の水と油を除去した。遠心後の吸着剤を遠沈管に取り出した。遠心後の吸着剤の質量と、実験前の吸着剤の質量との差から、吸着された水と油の合計質量を算出した。
【００５３】
その後、吸着剤が入っている遠沈管内にヘキサン(和光純薬工業株式会社、特級)を投入し、試験管振盪機で遠沈管を振盪し、回転数４０００ｒｐｍで１０分間遠心操作を行うことで固相・水相・ヘキサン相に分離した後、ヘキサン相をパスツールピペットで別のバイアルに回収した。このヘキサン抽出の作業を三回繰り返し、油を全てバイアルに回収した。バイアルは室温のドラフト内で質量変化がなくなるまでヘキサンを蒸発させ、残存物を油の質量とした。水と油の合計質量とヘキサンで抽出した油との質量の差を、水の重量として算出した。吸着実験は、２５℃（２９８Ｋ）で行った。
【００５４】
図３は、水・油２成分系での各ミキサー回数における油または水の吸着量の経時変化を示す図である。縦軸は吸着量／吸着剤（吸着剤１ｋｇあたりの水または油の吸着量（ｋｇ））であり、横軸は吸着時間（分）である。図３から、ミキサー回数５回が最も高い油吸着力を示した。油吸着量は、吸着材の自重の約１５．５倍であった。水は、約６倍であった。ミキサー回数１回では、油吸着量は、約４．５倍、水は、約１０倍であり、油よりも水を多く吸着する結果となった。ミキサー３回では、油吸着量は、約１３倍、水は、約６倍であった。これより、ミキサー回数が３回以上でないと、油を選択的に吸着できる吸着材が得られないことが分かる。油分の吸着量が増加するにつれて水の吸収量が低下していることがわかる。これは、吸着された油分によって水が押し出されたからと考えられる。
【００５５】
図４に、ミキサー回数と灰分の減少度合いを示す。縦軸は収率及び紙炭中の灰分割合で、横軸はミキサー回数である。ミキサー回数の増加に伴い、灰分が減少していることが分かる。
【００５６】
＜紙炭残留油分＞
本発明の紙炭をアセトンで抽出して、紙炭製造時の紙炭に油分が残存しているかどうかを確認した。油分は、アセトンには全く回収されなかったため本発明の紙炭は、油分が残留していないことがわかった。
【００５７】
（比較例）
図６に、比較例として、ミキサー回数０回の場合で、６５０℃、７５０℃、８５０℃の温度で炭化した紙炭の、各種炭化温度下における水・油２成分系における水または油の吸着量の経時変化を示すグラフを示す。縦軸は吸着剤１ｋｇあたりの油または水吸着量（ｋｇ）で、横軸は時間（分）である。吸着量は、水の場合も油の場合も吸着剤の６倍未満であった。これから、図１、図２の実施例（吸着量は吸着剤の自重の２０倍以上）に比べて、吸着量が低いことが分かる。
【００５８】
なお本明細書中で、油とは、原油、重油、ガソリン、軽油、灯油等の石油類等の燃料用油や、ベンゼン、トルエンなどの有機溶剤や、サラダ油、ごま油、菜種油、紅花油、オリーブオイル、パーム油等の植物性食用油、椿油等の化粧油、牛脂、豚脂（ラード）、魚油等の動物油脂、潤滑油等の産業用油、タール等の様々な油状物質全てを含むものとし、これら全ての油状物質の吸着材として利用できる。また、タール分とは、有機物の熱分解で生ずる黒色ないし褐色の粘稠な油状物質の総称をいい、石炭を乾留して得られるコールタール、石油やその熱分解物の蒸留残渣を総称する石油タール、木材を乾留して得られる液体生成物の一つである木タールなどを含む。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の製造方法によって得られる紙炭を含む油吸着材は、油をよく使用し廃油が大量に発生する調理産業やその他産業において下水に流される廃油の廃油回収・除去や、オイルタンカーの海上事故による重油等の石油流出事故によって流出した油の回収・除去や、使用済み潤滑油の濾過精製、その他様々の産業における気体および液状油の回収、油流出事故時の油回収・除去に利用することができる。また、本発明の紙炭の原料に、週刊誌や新聞紙や裁断処理した書類等の古紙を利用することができるため、紙のリサイクル産業に、原料面から本発明の油吸着材を利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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